什么是光敏二極管?
光敏二極管,又叫光電二極管(英語(yǔ):photodiode)是一種能夠?qū)⒐飧鶕?jù)使用方式,轉(zhuǎn)換成電流或者電壓信號(hào)的光探測(cè)器。管芯常使用一個(gè)具有光敏特征的PN結(jié),對(duì)光的變化非常敏感,具有單向?qū)щ娦?,而且光?qiáng)不同的時(shí)候會(huì)改變電學(xué)特性,因此,可以利用光照強(qiáng)弱來改變電路中的電流。
光敏二極管基本特性
光譜特性、伏安特性、光照特性、溫度特性以及頻率響應(yīng)特性。光敏二極管和普通二極管相似,都對(duì)電流有放大的作用,不同的是它的集電極電流不只是受基極電路和電流控制,它還要受光輻射的控制。一般情況下基極不引出,但有些的基極有引出,引出的基極有溫度補(bǔ)償和附加控制等作用。當(dāng)具有光敏特性的PN結(jié)受到光輻射時(shí),就會(huì)形成光電流,產(chǎn)生的光生電流由基極進(jìn)入到發(fā)射極,進(jìn)而在集電極回路中得到一個(gè)放大了的信號(hào)電流。用不同材料制作而成的光敏極管具有不同的光譜特性。
光敏二極管的主要參數(shù)
1)最高工作電壓Umax,指在無(wú)光照射時(shí),光敏二極管反向電流不超過0·lμA時(shí),所加的反向最高電壓值。
2)光電流IL,光敏二極管在受到一定光線照射時(shí),在加有正常反向工作電壓時(shí)的電流值。此值越大越好。
3)暗電流ID,在無(wú)光照射時(shí),光敏二極管加有正常工作電壓時(shí)的反向漏電流。其值越小越好。
4)響應(yīng)時(shí)間Tr,光敏二極管把光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)所需的時(shí)間。
5)光電靈敏度鞏,也稱電流靈敏度。是表示光敏二極管對(duì)光的敏感程度。它是以每μW入射光的能量條件下,所產(chǎn)生的光電流的大小。單位是μA/μW。
光敏二極管工作原理
光敏二極管其實(shí)是一種將光信號(hào)變成電信號(hào)的半導(dǎo)體器件。PN結(jié)是它的核心部分,在結(jié)構(gòu)上和普通二極管是不同的,為了方便接受更多的入射光照,人們通常將PN結(jié)面積盡量做的大一些,電極面積盡量做的小一些,一般來說PN結(jié)的結(jié)深很淺,通常小于1微米。它是在反向電壓作用之下進(jìn)行工作的。當(dāng)沒有光照的時(shí)候,反向電流就很小,就是我們所說的暗電流。當(dāng)有光照的時(shí)候,攜帶能量的光子進(jìn)入PN結(jié)后,會(huì)把能量傳給束縛電子,使部分電子掙脫共價(jià)鍵,產(chǎn)生電子-空穴對(duì),稱為光生載流子。
在電子電路采用的光敏器件中光敏二極管、光敏三極管得到了廣泛的運(yùn)用。具有一個(gè)PN結(jié)是光敏二極管和普通二極管一樣的地方,在光敏二極管的外殼上有一個(gè)透明的窗口用來接收光線照射,從而實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換,是它與普通二極管不同的地方。而光敏三極管不僅具有光電轉(zhuǎn)換的功能,還具有放大功能,在電路圖中文字符號(hào)一般為VT。因?yàn)楣饷羧龢O管輸入信號(hào)為光信號(hào),所以只有集電極和發(fā)射極兩個(gè)引腳線。光敏三極管外殼也有一個(gè)透明窗口,用來接收光線照射,這一點(diǎn)和光敏二極管一樣。